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1 機械安全国際規格の紹介 ー IEC 特集ー その位置付けと要求事項に対する考え方 2012 年 11 月 22 日 テュフズードジャパン株式会社製品安全部石川滋久

2 IEC Safety of Machinery - Electrical equipment of machines - Part 1: General requirements 機械類の安全性 - 機械の電気装置 - 第 1 部 : 一般要求事項

3 機械指令概要 ISO/IEC ガイド 51 国際標準化機構 (ISO) 国際電気標準会議 (IEC) ISO /-2: 機械類の安全性基本概念 設計原則 ISO : リスクアセスメント ISO /-2: システム安全関連部及び安全関連部品規格 ISO 14119: インタロック規格 ISO 14120: ガードシステム規格 ISO 13851: 両手操作制御装置規格 基本安全規格 ( タイプ A 規格 ) グループ安全規格 ( タイプ B 規格 ) IEC : 電気設備安全規格 IEC 13850: 非常停止規格 IEC :EMC 規格 ISO 10218: 産業用ロボット 個別の製品安全規格 ( タイプ C 規格 )

4 機械指令概要 規格タイプ規格番号規格名称 Type A EN ISO /2 Type A EN ISO Type B EN ISO Type B EN Type B EN ISO Type C EN ISO Safety of machinery Basic concepts, general principles for design Safety of machinery Risk assessment Part 1: Principles Safety of machinery Safety-related parts of control systems Part 1: General principles for design Safety of machinery Electrical equipment of machines Part 1: General requirements Safety of machinery Laser processing machines Part 1: General safety requirements Robots and robot devices Safety requirements for industrial robots Part 1: Robots Type C EN Machine tools Safety Machining centres Type C EN Machine tools Safety Stationary grinding machines

5 EN ISO Robots and robotic devices - Safety requirements for industrial robots - Part 1: Robots Power loss or change: See IEC for electrical power supply requirements Electrical equipment: in accordance with the relevant requirements of IEC Status indication: shall meet the requirements of IEC Safety-related control system performance: stop category 0 or 1 in accordance with IEC Emergency stop: complies with the requirements of 5.4 and IEC Protective stop : stop category 0 or 1 in accordance with IEC Enabling device: three-position enabling device in accordance with IEC Safety-rated monitored stop: category 2 stop in accordance with IEC Information for use: in accordance with ISO and IEC [ 抜粋 ]

6 EN Machine tools - Safety - Machining centres Mode 2 - setting: in accordance with of EN Mode 3: in accordance with of EN : Tool magazine: in accordance with Type 3 of EN :1997, Tool changer: see of EN : Work piece transfer device: in accordance with Type 3 of EN : Direct contact: designed and applied in accordance with EN Indirect contact : Verify compliance with the requirements in EN : Failure / disorder of the control system: designed in accordance with EN Energy supply failures: see EN , 5.3 of EN :1997, : Safety functions of control systems: according to of EN , in accordance with 10.7 and of EN :1997 [ 抜粋 ]

7 EN Machine tools Safety Stationary grinding machines Protection against direct contact: in accordance with EN : Protection against indirect contact: The requirements of EN :1997, 6.3 shall be followed Control systems and control devices: comply with the following standards EN : Start/restart of dangerous movements: in accordance with EN :1997, Normal stopping: accordance with EN :1997, 9.2.2, stop category 0 in accordance with EN : Emergency stop: accordance with EN :1997, and Selection of operating modes: accordance with EN :1997, and Information for use General: in compliance with EN :1997. [ 抜粋 ]

8 規格の体系 IEC は 機械指令における Type B 規格 Type B 規格 : 広範囲に利用可能な安全 安全装置を扱う 機械の安全評価には 個別の製品安全規格 (Type C) と共に IEC : 機械の安全装置の評価が必要

9 安全の考え方 日本 欧米 人 ( 教育と訓練 ) 技術 ( 技術力とコスト ) 機械は壊れ 人は間違える

10 IEC の要求事項 4 一般要求事項 5 入力電源導体との接続 断路器 / 回路用機器 6 感電保護 7 装置の保護 8 等電位ボンディング 9 制御回路 / 制御機能 10 オペレータインターフェース 機械に取り付けられた制御機器 11 制御装置の配置 取付 エンクロージャ 12 電線 ケーブル 13 配線 14 電動機及び関連装置 15 付属品及び照明 16 マーキング 警告標識 略号 17 技術文書 18 検証

11 IEC の要求事項 電気装置の制限 : 4: 一般要求事項 電気回路と保護 : 5: 入力電源導体との接続 断路器 / 回路用機器 6: 感電保護 7: 装置の保護 8: 等電位ボンディング 9: 制御回路 / 制御機能 制御機器 制御盤 関連装置 : 10: オペレータインターフェース 機械に取り付けられた制御機器 11: 制御装置の配置 取付 エンクロージャ 14: 電動機及び関連装置 15: 付属品及び照明 配線材料 : 12: 電線 ケーブル 13: 配線 使用の情報 : 16: マーキング 警告標識 略号 17: 技術文書 電気試験 :18: 検証

12 電気装置の制限 4: 一般要求事項 電気装置関連のリスクアセスメントの実施とリスクの低減 感電 電気火災 電気装置の故障 蓄積エネルギー 騒音 表面温度 電気部品の EN(IEC) 規格認定品への適合 電源仕様 輸送 保管 据付け等の物理的環境 運転条件 電源仕様 : 電圧 周波数 高調波 電圧不平衡 瞬停 電圧降下 EMC 対策 周囲温度 :+5 ~+40 ( 使用時 ) 湿度 50% 海抜 1000m 以下 汚染物 電離 非電離放射線 ( 紫外線 レーザ X 線等 ) 振動 衝撃 バンプ 輸送 保管時の条件 : 温度 -25 ~+55 移設用フォーク又はクレーン吊り上げ手段等の準備

13 電気回路と保護 (1) 5: 入力電源導体との接続 断路器 / 回路用機器 入力断路器による入力電源の遮断 電気装置は単一の電源に接続 電源導体は電源断路器に直接接続 主アース端子は入力電源点の近くに 文字 PE で識別 入力電源断路器 必要に応じて電源 ( 例 : 工場側 ) から断路されなければならない 外部ハンドル付き 色は黒又は灰色 オフ位置にロック ( 例 : 南京錠 ) できる ハンドルの配置は床面から 0.6m 以上 1.9m 以下 ( 上限は 1.7m を推奨 )

14 電気回路と保護 (2) 6: 感電保護 直接接触に対する エンクロージャによる :IP2X 又は IPXXD 以上 破壊 除去できない絶縁物よる ( 塗料 / ワニス / ラッカのみは NG) 残留電圧に対する : 充電電荷 60μF 以上 5 秒以内で 60V 以下に放電 バリア 手の届かない位置への配置 オブスタクルよる 間接接触に対する保護 危険な接触電圧の発生の防止よる : クラス II 機器の使用 / 電気的分離 電源の自動遮断よる PELV(Protective Extra-Low Voltage) の使用よる乾燥時 : 交流 25V r.m.s 又は直流 60V 以下 ( リップルなし ) その他 : 交流 6V r.m.s 又は直流 15V 以下 ( リップルなし )

15 電気回路と保護 (3) 7: 装置の保護 過電流に対する 電源導体 電力 制御 照明回路 トランス等 モータの過熱に対する (0.5kW を超えるモータ ) 過負荷 温度 電流制限 異常温度に対する 停電 / 電圧降下及び復旧に対する モータの過速度に対する 地絡 / 漏電電流に対する 相順に対する 雷サージ 過電圧に対する

16 電気回路と保護 (4) 8: 等電位ボンディング 保護ボンディング 間接接触による感電に対する保護 PE 端子 保護導体 電気装置 機械の導電性部分で構成 保護ボンディング回路には開閉機器を入れてはならない 漏えい電流が 10mA を超える場合追加の保護ボンディングが必要 機能ボンディング L1 L2 L3 PE PE b a b

17 電気回路と保護 (5) 9: 制御回路 / 制御機能 制御回路電圧は 277V を超えてはならない 過電流保護が必要 制御機能 起動 電気的に励磁で作動 ( 例 : リレー コンタクタ ) 停止 停止カテゴリ 0: 機械駆動部の電源を直ちに遮断よる停止 停止カテゴリ 1: 機械駆動部が停止後に電源を遮断する制御停止 停止カテゴリ 2: 機械駆動部が停止後も電力が供給され続ける制御停止

18 電気回路と保護 (6) 9: 制御回路 / 制御機能 制御機能 運転モード キースイッチ アクセスコードの使用によるモード選択 選択による機械の起動してはならない 安全機能の中断時の操作 他の操作モードの作動不能 ホールド ツゥ ランもよる起動又は 非常停止付きの携帯式操作盤からの起動又は イネーブル機器の使用

19 電気回路と保護 (7) 9: 制御回路 / 制御機能 非常停止 非常スイッチングオフ 停止指令の効果はリセットされるまで維持 手動操作のみによる解除 解除によって起動してはならない すべてのモードに優先 ホールド ツゥ ラン 両手操作制御 イネーブル制御 ケーブルレス制御 保護インタロック 安全防護物を閉じる リセットしても機械の運転の禁止 異なる作動と矛盾する動きを防止するインタロック

20 電気回路と保護 (8) 9: 制御回路 / 制御機能 NPN 接続 PNP 接続

21 制御機器 制御盤 関連装置 (1) 10: オペレータインタフェース 機械に取り付けられた制御機器 作業 保全のために容易にアクセスできる 作業面から 0.6m 以上の高さに配置 オペレータが操作する時 危険状態に置かれない配置 非常停止用機器 パーム型 きのこ型ヘッド プルコード型 ペダル型スイッチ アクチュエータは赤色 背後色は黄色 電源断路器をの直接操作を非常停止機能にできる ( この場合 規定色とする ) イネーブル制御機器 2 ポジション 3 ポジションタイプ

22 制御機器 制御盤 関連装置 (2) 10: オペレータインタフェース 機械に取り付けられた制御機器 押しボタン 表示灯の配色 赤 黄 青 緑 白 灰 黒 危険状態 非常に操作する危険状態 異常発生時に操作する異常状態 必須の行動を要する状態に操作するオペレータの行動を必要とする状態 起動の為に操作する正常状態 一般的機能を操作する赤 黄 青 緑の使用に疑問がある場合 一般的機能を操作するー 一般的機能を操作するー 非常停止機能危険な状態への即時対応 異常を抑制する為の介入監視及び介入 リセット機能必須の行動 任意 起動 ( オン ) 優先 / 停止 ( オフ ) 監視 起動 ( オン )/ 停止 ( オフ ) ー 起動 ( オン )/ 停止 ( オフ ) 優先ー

23 制御機器 制御盤 関連装置 (3) 11: 制御装置の配置 取付 エンクロージャ 盤内部品は部品 配線を外さずに識別できる配置 盤内部品は歩行面より 0.4~2.0m の高さに配置 ( 端子台は歩行面より 0.2m 以上の高さに配置 ) 隔離 グループ分け 電気部品とその他の部品 端子の電力回路と制御回路 保護等級は IP22 以上 ( 例外を除いて ) エンクロージャのドアは幅 0.9m 以下 垂直蝶番 開度 95 以上 窓の材料は機械的 化学的強度を備える ( 例 : 強化ガラス 厚さ 3mm 以上のポリカーボネート )

24 制御機器 制御盤 関連装置 (4) 14: 電動機及び関連装置 付属品及び照明 IEC60034 series の規格に適合した電動機 絶縁クラスに対応した温度上昇 適切な冷却 過電流保護回路 IEC 規格に適合したコンセント 電圧 電流定格のマーキング 過電流保護回路 照明 ストロボ影響の防止 照明回路は線間で 250V 以下 推奨は 50V 以下 過電流保護回路 LED の場合 EN62471 の評価

25 配線材料 (1) 12: 電線 ケーブル 使用及び環境条件を考慮 感電 束線 温度 腐食 機械的応力 電圧降下 使用電圧が交流 50V/ 直流 120V を超える回路 : 導体の絶縁は 2000VAC 以上 /5 分間の耐電圧試験に適合 PELV 回路 : 導体の絶縁は 500VAC 以上 /5 分間の耐電圧試験に適合 13: 配線 2 本以上の導体を一つの端子に接続してはならない アース線の固定は一つのネジで一つの端子に接続 より継ぎ ジョイントをせずに端子間を配線 プラグ ソケットのアース端子は最初に接触し 最後に離れる

26 配線材料 (2) 13: 配線 色による電線の識別 黒 : 電力供給 赤 :AC 制御回路 青 :DC 制御回路 オレンジ : メインブレーカにて遮断する必要がない回路 薄青 : 中性線 アース線 : 黄 / 緑

27 使用の情報 (1) 16: マーキング 警告標識 略号 警告標識 感電の危険性のある部品を収納する制御盤 操作盤 中継端子箱の表面 表面温度が危険となる可能性への警告機器のマーキング 機器据付後 明瞭に目視確認できる読みやすく消えない表示銘板 入力定格電圧 相数 周波数 全負荷電流 定格短絡電流 (SCCR) 主要文書番号 (Main document number)

28 使用の情報 (2) 17: 技術文書 電源仕様 照明 振動 騒音レベル 汚染物 輸送 保管情報 回路図 パーツリスト マニュアル類 ( 据付け 取扱い プログラミング 保守説明書等 ) 安全防護物 インタロック機能の説明 その解除方法の説明 ( もしあれば ) 残存リスクの情報

29 電気試験 (1) 18: 検証 アース導通試験 印加電流 :0.2A~10A 判定基準 :0.1Ω 以下 絶縁抵抗試験 印加電圧 :DC500VDC 判定基準 :1MΩ 以上 耐電圧試験 印加電圧 : 定格の2 倍かAC1000Vの大きい方 判定基準 : 破壊的な放電が生じないこと 機能試験 安全回路 ( 非常停止 / インタロックスイッチ等 ) 判定基準 : 意図した安全回路の動作確認 残留電圧試験 再試験

30 電気試験 (2) その他の検証 電流測定 待機状態 運転状態での電流値 ( ピーク / アベレージ ) を測定 判定基準 : 保護回路 導体 定格 仕様書との比較確認 騒音測定 判定基準 :70dBA を超える場合はその旨をマニュアルに記載 温度上昇試験 装置及び各部品類の通常動作時の最高温度を測定 判定基準 : Item Material Temperature( ) Hand-held Metal 55 Non hand-held, touched Non-metal 65 Metal 70 Non-metal 80 Non-touched Metal 80 Non-metal 90 IEC Table 42A より抜粋

31 テュフズードジャパン株式会社 お問い合わせはこちらへ テュフズードジャパン株式会社製品安全部 本社 東京都新宿区西新宿 4 丁目 33 番 4 号住友不動産西新宿ビル 4 号館 8F TEL: (03) ( 代 ) FAX: (03) ( 代 ) safety@tuv-sud.jp 関西本部 大阪府大阪市淀川区宮原 3 丁目 5 番 36 号新大阪トラストタワー 12 階 Tel : ( 代 ) Fax : safety.kansai@tuv-sud.jp

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